Trục cam là một trong những bộ phận quan trọng nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ. Nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về phần này. Vậy trục cam là gì? Cấu tạo, truyền động và nguyên lý hoạt động ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết với AutoDetailing.vn.
Trục cam là gì?
Trục cam là bộ phận cơ khí phân phối khí trong động cơ đốt trong, có chức năng truyền năng lượng từ phần tử này sang phần tử khác. Nó cũng là một bộ phận quan trọng vận hành xupap, giúp tối ưu hóa hiệu suất của động cơ. Trục cam hoạt động với tốc độ bằng một nửa tốc độ trục khuỷu với sự trợ giúp của trục khuỷu.
Trục cam là bộ phận cơ khí phân phối khí trong động cơ đốt trong, có chức năng truyền năng lượng từ phần tử này sang phần tử khác
Cấu tạo trục cam gồm ba phần chính: vấu cam nạp, cam xả, và cổ trục. Trong đó, việc bố trí các vấu cam thường phù hợp với trình tự làm việc của các xi lanh. Chiều cao của vấu cam xác định độ mở của xupap, và biên dạng cam thường đối xứng. Bộ phận này còn có cấu hình khác nhau tùy theo giá trị đóng mở của phần lưu thông dòng khí và thời gian của xupap. Trục cam có ba công năng chính: mở van xả trong quá trình xả, thúc đẩy van đầu trong quá trình hút, và đóng cả hai van trong quãng thời gian có lại.
Chất liệu chế tạo trục cam
Trục cam thường được chế tạo từ hai vật liệu chính: thép phôi thanh và đúc gang trắng. Thép phôi thanh được ưu tiên khi yêu cầu trục cam chất lượng cao hoặc để sản xuất đơn chiếc. Quá trình sản xuất thép phôi thanh tốn thời gian và chi phí hơn, nhưng đảm bảo chất lượng tuyệt vời. Đúc gang trắng thường được sử dụng để sản xuất hàng loạt. Loại này có khả năng chống mài mòn cao và phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
Cấu tạo trục cam gồm ba phần: vấu cam nạp, cam xả và cổ trục.
Cấu tạo của trục cam
Cấu tạo chi tiết của trục cam bao gồm các bộ phận sau:
- Trục truyền động: còn được gọi là trục lái, là bộ phận cung cấp chuyển động cho toàn bộ cụm máy. Trục truyền động có thể hoạt động độc lập, nhưng thường được kết nối với trục khuỷu bằng dây đai.
- Trục: là bộ phận hỗ trợ tất cả các bộ phận khác và có khả năng chịu tải mỏi cao khi động cơ hoạt động.
- Vòng bi: giữ trục ở vị trí chính xác và giảm tổn thất do ma sát trong quá trình hoạt động. Một đầu vòng bi được cấp dầu để thay dầu trục cam liên tục.
- Cam: là bộ phận chính của cụm, luôn được van đóng mở đúng lúc.
- Thùy: đóng mở các van nạp và xả khí. Tốc độ thùy phụ thuộc vào tốc độ động cơ hiện tại.
- Tấm đẩy: nằm ở phía bên phải và được lắp giữa cam và bánh răng thời gian. Tấm trên cùng được gắn trên nắp trước để theo dõi chính xác các khe hở chiều.
- Xích chuỗi: được gắn vào một đầu trục cam của động cơ đốt trong. Xích chuỗi hoạt động với đai định thời và đĩa xích trục khuỷu để duy trì thời gian giữa trục cam và trục khuỷu.
Vị trí của trục cam
Cảm biến vị trí của trục cam thay đổi tùy theo từng loại xe. Cảm biến có thể được đặt trên nắp hoặc ở bên cạnh. Trong các động cơ xăng hiện đại, các vị trí phổ biến là trên đỉnh của xi lanh và trong nắp hộp trục cam. Tùy thuộc vào vị trí, trục cam có thể vận hành van trực tiếp hoặc thông qua liên kết giữa thanh lắc và cần đẩy. Cơ chế này giúp vận hành dễ dàng và ít hỏng hóc hơn, nhưng chỉ khi trục cam nằm trên cùng của các xi lanh.
Tùy thuộc vào vị trí của trục cam có thể vận hành van trực tiếp hoặc thông qua liên kết giữa thanh lắc và cần đẩy
Nguyên lý hoạt động của trục cam
Trục cam có nguyên lý hoạt động phức tạp, nhưng chúng ta sẽ nêu ra vài phương pháp phổ biến:
Dẫn động trục cam bằng bộ truyền động bánh răng
Phương pháp này được sử dụng khi có khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu. Trục cam được dẫn động bằng bộ truyền động bánh răng, trong đó chiều quay của trục cam có xu hướng ngược với chiều quay của trục khuỷu. Phương pháp này có ưu điểm cấu tạo đơn giản, hiệu quả cao, độ bền và tuổi thọ lâu dài, nhưng hạn chế về cách bố trí và tiếng ồn.
Dẫn động trục cam trên ô tô truyền động xích
Khi khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu lớn, trục cam được dẫn động bằng bộ truyền động xích. Đĩa xích truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam. Cả trục cam và trục khuỷu đều quay cùng chiều. Loại truyền động này nhỏ gọn, dễ dẫn động trên khoảng cách trục lớn, nhưng dễ bị rung và gây ra tiếng ồn khi thay đổi tải trọng.
Trục cam truyền động bằng dây curoa
Cách thức truyền động bằng dây curoa tương tự như truyền động xích, nhưng sử dụng dây curoa thay cho dây xích. Loại truyền động này phổ biến hơn với trục cam trên cao, cần có bộ căng để đảm bảo dây có độ căng khi sử dụng. Ưu điểm của hệ truyền động này là êm, không cần bôi trơn và không cần điều chỉnh lực căng, nhưng độ bền và tuổi thọ ngắn hơn.
Trục cam có cấu tạo linh hoạt và có thể làm việc với cường độ cao trong môi trường khắc nghiệt đảm bảo đóng mở xupap chính xác. Nhờ đó, khả năng vận hành của xe được cải thiện, mang đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu và trải nghiệm tốt nhất cho người dùng.
AutoDetailing.vn hy vọng những chia sẻ về trục cam trong bài viết trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ phận quan trọng này và mang lại kiến thức bổ ích. AutoDetailing.vn là blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như cung cấp thông tin hữu ích về thị trường ô tô và cách tự chăm sóc xe ô tô. Tìm hiểu thêm tại Facebook và Youtube của AutoDetailing.vn.
